Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  zarmxt1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zarmxt1 34270
Description: The Zariski topology restricted to maximal ideals is T1 . (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Jun-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
zartop.1 𝑆 = (Spec‘𝑅)
zartop.2 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
zarmxt1.1 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
zarmxt1.2 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
Assertion
Ref Expression
zarmxt1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)

Proof of Theorem zarmxt1
Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑘 𝑙 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zartop.1 . . . 4 𝑆 = (Spec‘𝑅)
2 zartop.2 . . . 4 𝐽 = (TopOpen‘𝑆)
31, 2zartop 34266 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝐽 ∈ Top)
4 zarmxt1.1 . . . 4 𝑀 = (MaxIdeal‘𝑅)
54fvexi 6895 . . 3 𝑀 ∈ V
6 zarmxt1.2 . . . 4 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
7 resttop 23317 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → (𝐽t 𝑀) ∈ Top)
86, 7eqeltrid 2867 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 ∈ V) → 𝑇 ∈ Top)
93, 5, 8sylancl 597 . 2 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Top)
10 eqid 2763 . . . . . . . . . . 11 (LSSum‘(mulGrp‘𝑅)) = (LSSum‘(mulGrp‘𝑅))
1110mxidlprm 33753 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅))
1211ex 417 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅) → 𝑚 ∈ (PrmIdeal‘𝑅)))
1312ssrdv 3943 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ CRing → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
1413adantr 485 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (MaxIdeal‘𝑅) ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
15 eqid 2763 . . . . . . 7 (PrmIdeal‘𝑅) = (PrmIdeal‘𝑅)
1614, 4, 153sstr4g 3990 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 ⊆ (PrmIdeal‘𝑅))
17 sseq2 3963 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑗 = 𝑙 → (𝑖𝑗𝑖𝑙))
1817cbvrabv 3426 . . . . . . . . . . . 12 {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙}
19 sseq1 3962 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑖 = 𝑘 → (𝑖𝑙𝑘𝑙))
2019rabbidv 3423 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 = 𝑘 → {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑙} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2118, 20eqtrid 2810 . . . . . . . . . . 11 (𝑖 = 𝑘 → {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗} = {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
2221cbvmptv 5215 . . . . . . . . . 10 (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (𝑘 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙})
231, 2, 15, 22zartopn 34265 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2423adantr 485 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) ∧ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽)))
2524simpld 499 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)))
26 toponuni 23071 . . . . . . 7 (𝐽 ∈ (TopOn‘(PrmIdeal‘𝑅)) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2725, 26syl 18 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → (PrmIdeal‘𝑅) = 𝐽)
2816, 27sseqtrd 3973 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 𝐽)
29 simpl 487 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ CRing)
3029crngringd 20323 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑅 ∈ Ring)
31 simpr 489 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 𝑇)
326unieqi 4884 . . . . . . . . . . . 12 𝑇 = (𝐽t 𝑀)
3331, 32eleqtrdi 2873 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 (𝐽t 𝑀))
343adantr 485 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝐽 ∈ Top)
35 eqid 2763 . . . . . . . . . . . . 13 𝐽 = 𝐽
3635restuni 23319 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑀 𝐽) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3734, 28, 36syl2anc 595 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑀 = (𝐽t 𝑀))
3833, 37eleqtrrd 2866 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚𝑀)
3938, 4eleqtrdi 2873 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅))
40 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4140mxidlidl 33746 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
4230, 39, 41syl2anc 595 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅))
43 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (LIdeal‘𝑅) = (LIdeal‘𝑅)
4422, 43zarclssn 34263 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) → ({𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ↔ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)))
4544biimpar 482 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 ∈ (LIdeal‘𝑅)) ∧ 𝑚 ∈ (MaxIdeal‘𝑅)) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4629, 42, 39, 45syl21anc 850 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} = ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚))
4722funmpt2 6575 . . . . . . . 8 Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})
48 fvex 6894 . . . . . . . . . . 11 (PrmIdeal‘𝑅) ∈ V
4948rabex 5309 . . . . . . . . . 10 {𝑙 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑘𝑙} ∈ V
5049, 22dmmpti 6679 . . . . . . . . 9 dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (LIdeal‘𝑅)
5142, 50eleqtrrdi 2874 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
52 fvelrn 7071 . . . . . . . 8 ((Fun (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) ∧ 𝑚 ∈ dom (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5347, 51, 52sylancr 598 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ((𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗})‘𝑚) ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5446, 53eqeltrd 2863 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}))
5524simprd 500 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → ran (𝑖 ∈ (LIdeal‘𝑅) ↦ {𝑗 ∈ (PrmIdeal‘𝑅) ∣ 𝑖𝑗}) = (Clsd‘𝐽))
5654, 55eleqtrd 2865 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽))
5738snssd 4752 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ⊆ 𝑀)
5835restcldi 23330 . . . . 5 ((𝑀 𝐽 ∧ {𝑚} ∈ (Clsd‘𝐽) ∧ {𝑚} ⊆ 𝑀) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
5928, 56, 57, 58syl3anc 1398 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘(𝐽t 𝑀)))
606fveq2i 6884 . . . 4 (Clsd‘𝑇) = (Clsd‘(𝐽t 𝑀))
6159, 60eleqtrrdi 2874 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑚 𝑇) → {𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
6261ralrimiva 3157 . 2 (𝑅 ∈ CRing → ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇))
63 eqid 2763 . . 3 𝑇 = 𝑇
6463ist1 23478 . 2 (𝑇 ∈ Fre ↔ (𝑇 ∈ Top ∧ ∀𝑚 𝑇{𝑚} ∈ (Clsd‘𝑇)))
659, 62, 64sylanbrc 594 1 (𝑅 ∈ CRing → 𝑇 ∈ Fre)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 400   = wceq 1570  wcel 2143  wral 3079  {crab 3416  Vcvv 3455  wss 3905  {csn 4589   cuni 4872  cmpt 5192  dom cdm 5661  ran crn 5662  Fun wfun 6530  cfv 6536  (class class class)co 7410  Basecbs 17264  t crest 17468  TopOpenctopn 17469  LSSumclsm 19699  mulGrpcmgp 20211  Ringcrg 20310  CRingccrg 20311  LIdealclidl 21330  PrmIdealcprmidl 21460  Topctop 23050  TopOnctopon 23067  Clsdccld 23173  Frect1 23464  MaxIdealcmxidl 33742  Speccrspec 34252
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-ac2 10442  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-rpss 7720  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-oadd 8453  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fi 9367  df-dju 9883  df-card 9921  df-ac 10096  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-fz 13531  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-rest 17470  df-topn 17471  df-0g 17489  df-topgen 17491  df-mre 17633  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-submnd 18837  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-sbg 19000  df-subg 19184  df-cntz 19382  df-lsm 19701  df-cmn 19847  df-abl 19848  df-mgp 20212  df-rng 20226  df-ur 20259  df-ring 20312  df-cring 20313  df-subrg 20669  df-lmod 20983  df-lss 21053  df-lsp 21093  df-sra 21294  df-rgmod 21295  df-lidl 21332  df-rsp 21333  df-prmidl 21461  df-lpidl 21490  df-top 23051  df-topon 23068  df-bases 23103  df-cld 23176  df-t1 23471  df-mxidl 33743  df-idlsrg 33791  df-rspec 34253
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator